STEAM교육을 위한 로봇활용 e-learning 콘텐츠 개발 : Lego MindStorms NXT 기반으로 = Development of robots application e-learning content for STEAM education : based on Lego MindStorms NXT

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 로봇활용 e-Learning 콘텐츠를 활용하여 STEAM 교육을 효과적으로 적용하기 위해서 교수자와 학습자의 상호작용을 고려하여 학습효과를 높이고자 하였다. 학습자들의 효율성과 관심을 유도하기 위해서는 웹 기반의 e-learning 학습이 되도록 최적의 교육과정과 이를 기초로 한 콘텐츠 구현이 되어야 한다. ICT의 지속적인 발전과 교육방법의 변화로 인하여 초ㆍ중등학교뿐만 아니라 대학 교육과정에서 Smart Learning이나 E-Learning 저작도구들을 활용한 교육용 콘텐츠를 개발하여 수업에 활용되고 있는 점을 보아도 알 수 있다. 그러나 기존의 로봇활용 교육은 프로그래밍 위주의 단순한 문법적인 지식습득 위주로 구성되어 학생들의 참여도가 현저하게 떨어지는 현상을 볼 수 있었다. 본 연구에서는 로봇을 활용한 체험 교육이 학습자들의 흥미를 유발함과 동시에 학습 성취도의 향상에 의미 있는 큰 효과가 있다는 결론을 얻었다. 또한 보다 나은 학습을 위해 웹의 접근성으로 효율적인 교수-학습체계를 설계하여 STEAM 교육을 할 수 있게 로봇활용 e-Learning 콘텐츠 개발하고 이를 적용하여 평가한 결과 유의미한 결론을 얻었다.
본 연구는 Camtasia Studio 저작도구와 Lego MindStorms NXT를 활용하여 알고리즘 및 문제해결력 향상을 위한 로봇활용수업 학습에서 자기 주도적 학습에 도움을 줄 수 있는 로봇프로그래밍 콘텐츠를 설계 및 구현하였다. 또한 웹에서 지원 할 수 있도록 콘텐츠를 탑재하였으며, 본 대학 컴퓨터교육과(3학년) 학생들에게 적용하여 결과를 분석하였다. 로봇을 교육에 활용하기 위한 콘텐츠 개발의 목적을 달성하기 위해 본 연구자는 다음과 같은 내용을 교육주제로 연구하였다.
첫째, 로봇활용 콘텐츠에 사용할 교육용 로봇은 Lego MindStorms NXT를 사용하였다. 교육용 소프트웨어는 NXT-g 2.0을 사용하였다.
둘째, 구현한 로봇활용 콘텐츠를 학습자가 웹에서 학습이 가능 하도록 본 연구자가 개발한 e-Learning 시스템에 탑재 하였다.(http://203.255.3.216)
셋째, e-Learning 교육용 콘텐츠의 평가 대상은 진주교육대학교 컴퓨터교육과 예비교사(3학년)를 대상으로 하였으며, 콘텐츠의 교육적 평가를 실시하였다.

본 연구에서는 21세기 정보화 시대에 초등학생들의 논리적 사고력 신장을 위한 로봇 교육용 콘텐츠를 웹 기반으로 하여 학생들의 흥미유발과 지속적인 학습참여 유도를 통하여 로봇교육의 활용도가 확대 될 수 있도록 제안하였다. 평가결과 본 시스템을 통해 학습자 간의 효율적인 상호작용으로 학습효과를 높일 수 있었으며, 학습자의 참여도가 상승하였다.

목차 (Table of Contents)

• 국문초록 i
• Ⅰ. 서 론
• 1. 연구의 필요성 및 목적 1
• 2. 연구 문제 2
• 3. 논문 구성 3
• Ⅱ. 관련 연구
• 1. e-Learning 4
• 2. STEAM 교육 6
• 3. 로봇활용교육 7
• Ⅲ. 콘텐츠 설계 및 구현
• 1 기획 및 분석 19
• 2. 설계 22
• 3. 구현 31
• 4. 콘텐츠 적용 및 평가 42
• Ⅳ. 결론 및 제언
• 1. 결론 49
• 2. 제언 50
• 참고문헌 52
• Abstract 55
• 부 록 58